Свободный полет — это развивающийся метод управления воздушным движением , который не использует централизованного управления (например, авиадиспетчеров). Вместо этого части воздушного пространства резервируются динамически и автоматически распределенным образом с использованием компьютерной связи для обеспечения требуемого разделения между самолетами. Эта новая система может быть внедрена в систему управления воздушным движением США в следующем десятилетии. [ необходима цитата ] Однако ее потенциальное влияние на работу национальной системы воздушного пространства оспаривается. [ необходима цитата ]
Свободный полет — это новая концепция, которая разрабатывается, чтобы занять место текущих методов управления воздушным движением с помощью использования технологий . Настоящий свободный полет устраняет необходимость в операторах управления воздушным движением (УВД), передавая ответственность пилоту, находящемуся под командованием . Это дает пилоту возможность менять траекторию в полете. С помощью компьютерных систем и/или УВД пилоты смогут принимать больше решений о траектории полета независимо. Как и в большинстве сложных систем, распределенное, но совместное принятие решений считается более эффективным, чем централизованное управление, характеризующееся текущим режимом управления воздушным движением. [ необходима цитата ]
Свободный полет начался как попытка стать менее зависимым от человеческого фактора и более зависимым от растущих технологий своего времени. По мере того, как авиакомпании расширяли свой флот в 1960-х годах , они увеличивали потребность в управлении воздушным движением (УВД). [ необходима цитата ] УВД создало правила полетов по приборам (обычно называемые «ППП») для управления растущим числом самолетов. Это помогло контролировать воздушное движение, но требовало значительного количества времени, усилий и ресурсов для поддержания полетов по ППП. [ необходима цитата ]
В 1968 году Федеральное управление гражданской авиации выпустило Правило для аэропортов с высокой плотностью движения, чтобы сократить количество самолетов в данном аэропорту. [ требуется цитата ] Двадцатью годами ранее Крокер Сноу использовал телевизионные камеры для определения своего местоположения во время полета на самолете. [ требуется цитата ] Он посылал сигналы на самолет, чтобы они могли получить вид от третьего лица на окружающую среду самолета. Эта идея работала, но была слишком дорогой и непрактичной. В 1960-х годах транспондеры устранили необходимость использования телевизионных камер.
Другими проблемами, возникшими в отрасли воздушного транспорта, были топливные кризисы ОПЕК и забастовка Профессиональной организации авиадиспетчеров (PATCO) 1982 года, приведшая к увольнению тысяч авиадиспетчеров президентом Рональдом Рейганом. Это показало, насколько уязвимы воздушные перевозки для экономических факторов. [ необходима цитата ]
Ключевые компоненты свободного полета были определены в 1971 году системным менеджером United Airlines Уильямом Коттоном, хотя технология для его реализации появилась только через два десятилетия. [1]
В 1970 -х годах Министерство обороны США развернуло спутниковую навигационную систему GPS , и авиационная промышленность увидела возможность использовать GPS для потенциально более эффективного управления воздушным движением за счет более широкого использования этой возможности в сочетании с автоматизацией, которую она обеспечивает. [ необходима ссылка ]
В 1991 году Международная организация гражданской авиации создала Группу по будущим системам воздушной навигации. Группа подготовила описания приложений спутниковых технологий и их использования в управлении воздушным движением. Более значительная роль появилась для «задаваемой пользователем траектории», которая к середине 1990-х годов стала известна как «свободный полет».
Первые слушания по внедрению свободного полета были проведены в августе 1994 года представителем Коллином Петерсоном (демократ от Миннесоты), председателем подкомитета Палаты представителей, имеющего следственную юрисдикцию в отношении FAA. [1]
В 1995 году Дэвид Хинсон , администратор FAA, организовал целевую группу для разработки детальных планов по внедрению свободного полета. Отчет, выпущенный в октябре того года, предусматривал три фазы; [1] [2] фаза I завершилась в конце 2002 года, другие не были начаты. Метод и система для автоматизированного инструмента, позволяющего диспетчерам на маршруте динамически оптимизировать маршруты самолетов, были запатентованы NASA в 2001 году. [3]
Настоящие приложения свободного полета существуют только в небольших масштабах в отдельных операциях в воздушном пространстве, где работают только самые хорошо оборудованные самолеты, например, на большой высоте коммерческие авиалайнеры. [ необходима цитата ] Существует много версий свободного полета, задуманных для Системы воздушного транспорта следующего поколения (NGATS). Ожидается, что видение свободного полета будет медленно появляться в течение следующих 20–30 лет, поскольку NGATS возникает из миллиардов долларов разработки, тестирования, тщательного планирования перехода, обучения и развертывания наземных и бортовых систем всеми типами самолетов. Ключевые элементы NGATS включают автоматическое зависимое наблюдение-вещание (ADS-B) и то, что можно ожидать, будет постоянно развивающимся, сетецентрическим информационным приложением, называемым Системой управления информацией в масштабах всей системы или «SWIM».
Регионы делятся на неограниченные, переходные и ограниченные.
Существует несколько подходов, по которым может развиваться свободный полет.
При воздушном подходе ответственность за эшелонирование полностью лежит на пилотах, работающих в условиях самоэшелонирования . Пилот отвечает за обнаружение и решение проблем во время полета. Компьютеры помогут экипажу в этом вопросе. Информация, такая как сводки погоды или другое местоположение самолета, передается от УВД (или автоматизированных станций) на самолет, чтобы пилоты могли выбрать наилучший курс действий. Система наблюдения может быть как на земле, так и на борту самолета.
Проблемы с этим методом включают в себя полную гарантию информации наблюдения, связь с другим оборудованием, меньшие самолеты, неспособные нести оборудование, и возможность сбоя системы. Крайне сложно иметь полную гарантию всего воздушного движения. Если два самолета, летящих с разным оборудованием, сталкиваются друг с другом, данные оборудования должны быть отправлены на принимающее оборудование, а также обычную информацию, такую как скорость. У больших самолетов не будет проблем с оборудованием, но у меньших самолетов будут проблемы с связью друг с другом, если у него не будет необходимого компонента. Конечно, если бы это был сценарий один на один, это было бы легко решить, но если бы было задействовано несколько самолетов, сложность поиска решения усугубляется. Наконец, если система выйдет из строя или в программном обеспечении будет ошибка компьютерного программирования , самолет и другие самолеты будут летать вслепую.
Все данные отправляются в ATC, и пилот запрашивает определенную траекторию полета. Связь будет осуществляться от самолета к ATC, а не от самолета к самолету.
При таком подходе экипаж не будет иметь полного опыта ситуационной осведомленности при заходе на посадку в воздухе. Экипаж не сможет справиться с неопределенностями или помочь с неопределенностями при таком подходе. Если одно воздушное судно не следует директивам УВД, директиву придется переиздать, что, в свою очередь, увеличит нагрузку на операторов УВД.
Смешанный подход, который представляет собой комбинацию воздушного и наземного подхода. AOC изначально отправляет маршрут в самолет и ATM. Если экипажу не нравится маршрут, он отправляет изменения маршрута в ATM и AOC.
Эшелонирование самолетов делится на защищенную зону и зону оповещения . В большей зоне, называемой зоной оповещения , система информирует самолет с помощью одного из трех подходов о том, что поблизости находится самолет. Она действует как флаг и просто предупреждает экипаж. В защищенной зоне область должна оставаться стерильной относительно всех посторонних предметов. Это минимальное расстояние, на которое может приблизиться что-либо. Система должна оповестить экипаж до того, как что-либо приблизится к нему, но если ему удастся войти в защищенную зону, экипаж предпримет маневр уклонения, чтобы избежать столкновения.
Система автоматизации Center- TRACON (CTAS) получает данные о траектории самолета, атмосферной модели, характеристиках самолета и других влияющих факторах. На основе полученной информации она вычисляет наилучшую траекторию с помощью уравнений и логики. В настоящее время CTAS используется в небольших масштабах.